Papierrechner

Joachim Breitner veranstaltete im FabLab Karlsruhe einen Workshop
auf dem er unter anderem seinen Taschenrechner auf Papier
vorstellte. Den Rechner hat er mit einem speziellen Digitalstift
realisiert, dessen genaue Funktionsweise analysiert wurde.


Im Workshop ging es speziell um den Tiptoi-Stift, der auf dem
Papier ein fast unsichtbares Punktemuster analysiert. Dieses
Punktemuster macht das Papier zu digitalem Papier. Hier werden
immer im Code 16 Punkte zu einem Block zusammengefasst, von denen
die Punkte am linken und oberen Rand zur Erkennung, und die
restlichen neun Punkte die eigentliche Information als Zahl mit
Prüfbits beinhalten. Dabei entsprechen vier Punkte etwa einem
Millimeter und daher sind die Muster, die sich auf den aktiven
Bereichen wiederholen, mit dem Auge kaum zu erkennen.


Die Funktionen des Stifts werden als GME-Dateien wie auf einen
USB-Stick kopiert, und diese konnten in einem längeren Prozess
zum Großteil analysiert werden. Zunächst wurden die im freien Ogg
Vorbis-Format kodierten Tondateien gefunden, die über eine
einfache Substitutions-Chiffre verschleiert wurden. Im Folge der
weiteren Analyse wurden die Programme zu den Papiermustern
gefunden, und aus diesen konnte die Maschinensprache der Stifte
im Großteil bestimmt werden. Das System reagiert auf gescannte
Codes, und kann dann verschiedene Aktionen wie das Abspielen von
Audio, Variablen setzen, Rechnungen durchführen und Variablen
abfragen.


Ein Rätsel verblieb, warum die berechneten Werte aus den
Papiercodes nicht mit den Kennungen in den Programmen
übereinstimmten. Dies konnte man durch Wechsel des Stifts in
einen Debug-Modus durch Drücken der Minus-Taste beim Anschalten
und anschließend der Plus-Taste nachvollziehen, denn dann liest
der Stift die in der Maschinensprache verwendeten Codes auf
Chinesisch vor. Zum Verständnis braucht man da nur eine Tabelle
der chinesischen Zahlen von 1 bis 10. Aber auch diese Zuordnung
konnte inzwischen analysiert und gelöst werden.


Damit können nun komplett eigene Seiten mit Papier-Code und
zugehörigen GME-Programmen von jedem selbst erstellt werden, dazu
wurde das tttool entwickelt, mit dem sowohl die Programme in
einer speziellen Sprache, wie auch die zugehörigen Punktemuster
erzeugt werden können. Das Erstellen druckbarer Seiten erfordert
dann nur noch ein geeignetes Grafikprogramm und passende
Hintergrundbilder, wie Joachim Breitner im Gespräch mit Sebastian
Ritterbusch darlegt.
Literatur und Zusatzinformationen

J.Breitner: tttool, Das Schweizer Taschenmesser für den
Tiptoi-Bastler

Mailingliste für das tttool

FabLab Karlsruhe e.V.

Entropia e.V. Karlsruhe